新l-天冬氨酸或l-穀氨酸增甜劑製法的製作方法

2023-04-23 14:52:36 5

專利名稱：新l-天冬氨酸或l-穀氨酸增甜劑製法的製作方法
技術領域：
本發明涉及新L-天冬氨酸或L-穀氨酸增甜劑製法。
這樣製得的新增甜劑特別適用於增甜各種產品，特別是飲料，尤其是汽水，食品，糖果，糕點，口香糖，衛生品和洗刷製品，以及化妝品，藥品和獸藥品。
眾所周知，為以工業規模得到應用，增甜劑一方面應具有高甜性，用以限制使用成本，另一方面又應具有令人滿意的穩定性，即與應用條件相容。
在用於汽水的特殊情況下，這也是增甜劑的主要用途，極難於達到令人滿意的穩定性，甚至某些這種飲料還呈酸性，PH一般為2.5-3.5。
在US-A-3，725，453和3，775，460中，已說明下式天冬氨酸增甜劑
式中X為CF3或CCl3，而Y為4-CN-C6H4，4-Cl-C6H4，4-Br-C6H4，4-F-C6H4或C6H5。這些化合物中的每一種的增甜性能均已作了估價(見J.Med.Chem.，1973，16(2)，P.162-166)。例如，式(1)化合物(X＝CF3，而＝4-CN-C6H4)的甜性為蔗糖的3000倍(與2%蔗糖液比較)
式(A)中X＝CF3，而Y＝4-Cl-C6H4，4-Br-C6H4或C6H5的化合物之甜性比式(1)化合物差，為蔗糖的12-120倍。
此外，已表明上述化合物中的L-天冬氨醯可由其高級同系基代替，即用L-穀氨醯代替，而同時又不會明顯改變其甜性(見Naturwissenschaften，1981，68，143)。
文獻JP-A-87-132847則一般性說明了下式增甜劑
式中X為CN或NO2，n為1或2。其中特別強調的下式最具活性的化合物甜性也較低，估計為蔗糖的40倍
文獻JP-A-87-132863則概括性說明了下式增甜劑
式中X為CF3CO或CCl3CO，Y為H，滷素，CN或NO2，n為1或2，星號表示胺基酸根可為L或DL構型。其中僅具體說明了兩種化合物，均來自L-天冬氨酸(n＝1)，且其中Y＝H，X＝CF3CO和CCl3CO，其甜性分別為蔗糖的40倍和1倍。
文獻JP-A-87-252754則一般性描述了下式增甜劑
式中X為CN或NO2，R為H或1-10碳烷基，芳基，烷氧基或芳氧基，n為1或2，星號表明胺基酸根可為L或DL構型。
在其具體說明的15個例子中(見表1)，14種化合物為天冬氨酸衍生物，僅有一種為穀氨酸衍生物。這些化合物的甜性(SP)為蔗糖的1-720倍(與5%蔗糖液比較)。
表1R ＊ n X SPH L 1 CN 40H L 1 NO21H D 1 CN 110H D 1 NO250CH3D 1 CN 10C6H5L 1 CN 720C6H5L 1 NO2420CH3O L 1 CN 70CH3O D 1 CN 140C2H5O L 1 CN 80C6H5O L 1 CN 90C6H5CH2O L 1 CN 260C6H5CH2O D 1 CN 110C6H5CH2O D 1 NO270C6H5CH2O L 2 CN 2
這些化合物中，增甜性能最高的化合物(為蔗糖的720倍)衍生的L-天冬氨酸，如下式
所述衍生自L-穀氨酸的唯一化合物甜性極低，約為蔗糖的2倍，這就排除了所有工業應用可能性。
而在EP-A-0，338，946中又提出了下式一系列新的增甜劑
式中R為5-13碳烴基，可飽和或不飽和，無環，環狀或混合形態;R′為4-氰基苯基，2-氰基吡啶-5-基或2-氰基嘧啶-5-基，n為1或2。該文獻中還包括25個實施例(表2)。該文獻中所述的優選化合物之一的甜性為蔗糖的1000倍，如下式
表2R n R′ SPCH3(CH2)3CH21 4-CN-C6H4300CH3(CH2)4CH21 4-CN-C6H4600CH3(CH2)5CH21 4-CN-C6H42000CH3(CH2)6CH21 4-CN-C6H4400(CH3CH2)2CHCH21 4-CN-C6H4200(CH3)2CHCH2CH21 4-CN-C6H4100c-C6H11CH21 4-CN-C6H4200c-C6H11CH(CH3) 1 4-CN-C6H4200C6H5CH21 4-CN-C6H41000C6H5CH2CH21 4-CN-C6H4300CH3(CH2)3CH22 4-CN-C6H41500CH3(CH2)4CH22 4-CN-C6H45000CH3(CH2)5CH22 4-CN-C6H47000CH3(CH2)6CH22 4-CN-C6H42000(CH3)2CHCH2CH22 4-CN-C6H4800CH3(CH2)2CH(CH3)CH22 4-CN-C6H45000CH3(CH2)2CH＝CHCH22 4-CN-C6H43000CH3CH＝CHCH＝CHCH22 4-CN-C6H42000C6H5CH22 4-CN-C6H420C6H5CH＝CHCH22 4-CN-C6H42000C6H5CH(CH3)CH2CH22 4-CN-C6H4400c-C6H11CH2CH2CH22 4-CN-C6H47000C6H5CH2CH22 4-CN-C6H4300C6H5CH2CH2CH22 4-CN-C6H4800CH3(CH2)5CH22 2-CN-pyrid-5-yl 4000
因此，僅有有限數量的上述現有技術化合物達到了令人滿意的增甜能力。
此外，所有這些化合物在其用作增甜劑時都具有很大的缺點，也就是說其水溶液穩定性低(在合成增甜劑的常規應用條件下)，這大大限制了其工業應用性，甚至使其不可能。
因此，本發明目的是提出一系列新增甜劑製法，即天冬氨酸或穀氨酸衍生物製法，這兩類物質味覺質量極好，增甜性能極高，可達蔗糖的20000倍以上。
本發明還涉及一系列新增甜劑製法，這些增甜劑穩定性高，符合工業應用要求。
因此，本發明提出下式增甜劑及其生理適用鹽製法
式中R為下式醯基
式中R1為甲基，乙基，丙基，異丙基，苯基，甲氧基，乙氧基，三滷代甲基，氯或氯甲基;
R2為氫或甲基，乙基或甲氧基;或R1和R2與其連接碳原子一起形成3-6碳環烷基;
R3為3-11碳烷基，3-7碳烯基，3-7碳環烷基，環烷基烷基，其中環烷基含3-6碳，烷基含1-3碳，苯基，苯基烷基，其中烷基含1-3碳，3-10碳烷氧基，3-6碳環烷氧基，其中與氧連接的第1碳相鄰的兩個位置可分別被1或2個甲基所取代，環烷基烷氧基，其中環烷基含3-6碳，烷氧基含1-3碳，苯氧基，苯基烷氧基，其中烷氧基含1-3碳;
n為1或2;
R′為下式基團
式中Y和Z相同或不同，可為N或CH，而X選自CN，NO2，Cl，CF3，COOCH3，COCH3，COCF3，CONH2，CON(CH3)2，SO2CH3，N3或H;
其特徵是其中包括以任意順序將以下物質反應一方面是L-天冬氨酸或L-穀氨酸，其中β或α-羧基必要時可分別得到保護，和另一方面是
下式酸
或其氯化物;
和式H2N-R′胺;
R和R′如上定義;
反應的結果是藉助L-天冬氨酸或L-穀氨酸的α-氨基和α-羧基建立起兩個醯胺鍵;
並在必要時將這樣得到的產物轉化成其生理適用鹽，如鈉鹽，鉀鹽，銨鹽，鈣鹽或鎂鹽。
按特定實施方案，對L-天冬氨酸中的β-羧基或L-穀氨酸的α-羧基預先進行保護的辦法如下形成酯，特別是叔丁酯或苄酯;或形成酐，如下式
其中氨基必要時成鹽或得到保護。
按第一實施方案，本發明方法包括a)將L-天冬氨酸或L-穀氨酸與式(Ⅲ)胺反應製成(Ⅱ)氨基衍生物，如下式
b)將a)步驟所得式(Ⅱ)氨基衍生物與式(Ⅳ)醯氯反應，如下式
按第二實施方案，本發明方法包括a)將L-天冬氨酸或L-穀氨酸與式(Ⅳ)醯氯反應，如下式
b)將所得式(Ⅴ)衍生物與式(Ⅲ)胺反應，如下式
當然，L-天冬氨酸的β-羧基或L-穀氨酸的α-羧基必要時可在反應a)之前得以保護並在反應b)之後脫保護基。
本發明還包括式(Ⅰ)化合物的各種可能的旋光非對映異構體以及其混合物。
在式(Ⅰ)中，三滷代甲基優選為三氟甲基或三氯甲基。
此外，烷基，烯基或烷氧基可為直鏈或支化。
3-11碳烷基可為例如丙基，異丙基，丁基，戊基，異戊基，己基，異己基，新己基，二-2，2-叔丁基乙基或二-3，3-叔丁基丙基。
3-7碳烯基可為例如丙烯基，丁烯基，異戊烯基，異己烯基，新庚烯基。
3-10碳烷氧基可為例如丙氧基，異丙氧基，丁氧基，戊氧基，己氧基，異己氧基，新庚氧基，乙基丙基甲氧基，二丙基甲氧基，二-叔丁基甲氧基，二-叔丁基乙氧基。
3-6碳且與氧連接的第1個碳原子相鄰的兩個位置可分別被1或2個甲基取代的環烷氧基可為例如環丙基，環丁基，2，2，4，4-四甲基環丁基，環戊基，2，2，5，5-四甲基環戊基，環己基，2，6-二甲基環己基或2，2，6，6-四甲基環己基。
按本發明方法的優選實施方式R1可為甲基，乙基，苯基，甲氧基，乙氧基，三氟甲基，氯或氯甲基;
R2可為氫或甲基或乙基;
或R1和R2與其連接碳原子一起形成環丙基，環丁基或環戊基;
R3可為3-5碳正烷基，3-7碳支化烷基，3-7碳烯基，3-6碳環烷基，環烷基甲基或環烷基乙基，其中環烷基含3-6碳，苯基，苯基甲基，苯基乙基或苯基異丙基，3-6碳烷氧基，3-6碳環烷氧基，環烷基甲氧基，其中環烷基含3-6碳，苯氧基，苯基甲氧基或苯基乙氧基;
n和R′如上定義這樣製成的所有增甜劑具有高增甜性能，一般來說至少等於現有技術中達到最高增甜能力的化合物的增甜能力。
本發明基於這樣一個完全出人意料的發現，即在衍生自L-天冬氨酸或L-穀氨酸的化合物中存在2-取代醯基就可大大地提高這些化合物的增甜能力。
此外，還觀察到，這些化合物中，衍生自L-穀氨酸的化合物是有很明顯的穩定性，符合最苛刻的工業要求，特別是製造汽水的要求。
而且，n為2的本發明式(Ⅰ)衍生物特別令人滿意，並構成本發明方法製成的化合物中優選的一小類。
此外，還已發現本發明方法製成的化合物之增甜強度根據醯基R構型而變化(在R1，R2和R3代表不同基團時)。
例如，在R1代表甲基，R2代表氫時，可以看出，在R3代表丁基的情況下，醯基為(S)構型的化合物之增甜能力比醯基為(R)構型的相應化合物要高。相反，在R3代表苯氧基時，醯基為(R)構型的化合物之增甜能力要比醯基為(S)構型的相應化合物高得多。
這就是為什麼式(Ⅰ)中，醯基R為如下構型
式中R3如上定義的化合物構成為本發明方法製成化合物中十分有效的一類的原因。
還觀察到式(Ⅰ)中R′的下式基團的化合物
因其環中存在極性氮原子而具有很高的溶解度和增甜強度。
這就是為什麼本發明方法製成的另一類優選化合物可用下式表示
式中R2代表氫或甲基，而R3如上定義。
這類增甜劑增甜能力極高，特別是在R3為丁基或苯氧基時是這樣。
而且，本發明方法製成的特別優選化合物如下下式N-〔(S)-2-甲基己醯〕-α-L-穀氨醯-5-氨基-2-吡啶腈
下式N-(2，2-二甲基己醯)-α-L-穀氨醯-5-氨基-2-吡啶腈
下式N-〔(R)-2-苯氧丙醯〕-α-L-穀氨醯-5-氨基-2-吡啶腈
一般來說，本發明化合物與現有技術所述化合物不同，其增甜能力特別高，可高達100倍以上。例如，某些本發明化合物增甜能力可達到蔗糖的20000倍以上，大大高於現有技術化合物，現有化合物增甜能力平均都特別低。
如上所述，在文獻US-A-3，725，453和3，775，460中所述化合物(1)之增甜能力為蔗糖的3000倍，文獻JP-A-87-132847所述化合物(2)甜性公僅為40倍，而文獻JP-A-87-252754和DP-A-0，338，946所述化合物(3)和(4)甜性分別為蔗糖的720倍和1000倍。
而且，就其甜性而言，現有技術中最有效的化合物比本發明化合物要差8-30倍。
本發明化合物，特別是含L-穀氨醯的化合物之穩定性極高，在某些情況下可比現有技術化合物高大約300倍。例如，經過加速老化研究(70℃下PH3水溶液長時間加熱)表明本發明中特定的兩種化合物(5)和(6)在加速老化條件下的半衰期為約60天。
作為對比，現有技術中說明的某些化合物的半衰期在相同的標準條件下進行評價。結果表明文獻US-A-3，725，453和3，775，460中所述化合物(1)的半衰期為約15小時，文獻JP-A-87-132847中所述化合物(2)的半衷期為約20小時，而文獻JP-A-87-252754所述化合物(3)的半衰期為約8小時，而文獻EP-A-0，338，946所述化合物(4)的半衰期為約2天。在各種情況下，本發明特殊化合物穩定性要高得多，而半衰期要高30-300倍。
最後，與最常用的現有合成增甜劑，即增甜能力為蔗糖的180倍的天冬醯胺(7)(aspartame)比較，本發明優選化合物增甜能力可高達120倍以下，而同時穩定性可高達60倍，但天冬醯胺之半衰期在這些標準條件下僅為1天。


圖1中表示出了現有技術化合物，(1)，(2)，(3)和(4)，本發明的兩種特定化合物(5)和(6)以及天冬醯氨(7)之穩定性曲線。
總而言之，在本發明製成的增甜劑中存在2-取代醯基可有效地以驚人的方式提高L-天冬氨酸或L-穀氨酸衍生的化合物之增甜能力並因而大大降低成本。而且，除此而外還增加了穩定性，特別是就本發明含L-穀氨酸的化合物而言。首先，人們不可能想到，引入2位上了取代的醯基，或就本發明優選化合物而言，選用L-穀氨酸可達到這種結果，因為如前所述，增甜劑分子結構中一切改進，甚至是輕微的改變均可能同時改變增甜性及其有關性能，如穩定性。
本發明方法，製成的增甜劑可加入各種人們試圖增加甜味的食物中，其中以足量的比例添加以達到要求的甜度。增甜劑的最佳應用濃度取決於各種因素，例如增甜劑的甜性，產品的貯存條件和用途。產品的具體組成，食品的口感和甜度要求。本專業的所有人員均可容易地確定用以製造食品的增甜劑的最佳應用比例，其中採用常規的感覺分析法。增甜劑加入食品的比例一般為10-500mg增甜劑/kg或1食品，根據化合物的增甜能力而定。很顯然，濃縮的產物要求含有更多的增甜劑，而以下可根據最終應用要求來進行稀釋。
增甜劑可以純淨形態加入待增甜產品中，但因其高甜性，一般是與合適的載體或填料混合。
有利的是，適宜的載體或填料選自聚右旋糖，澱粉，麥芽糖精，纖維素，甲基纖維素，羧甲基纖維素和其它纖維素衍生物，藻酸鈉，果膠，樹膠，乳糖，麥芽糖，葡萄糖，亮氨酸，甘油，甘露糖醇，山梨糖醇，碳酸氫鈉，磷酸，檸檬酸，酒石酸，富馬酸，苯甲酸，山梨酸，丙酸，及其鈉鹽，鉀鹽和鈣鹽，以及其等同物。
本發明增甜劑可單獨以單一的增甜劑用於食品，也可以本發明兩種或多種增甜劑的混合物加入食品中。此外，本發明增甜劑還可與其它增甜劑並用，其它增甜劑包括例如糖(如蔗糖)，玉米糖漿，果糖，含糖二酞衍生物(天冬醯胺，alitame)，新橙皮素二氫查耳酮，加氫異麥芽糖，卡哈茨苷，L糖，甘草糖苷，木糖醇，山梨糖醇，甘露糖醇，acésulfame-K，糖精及其鈉鹽，鉀鹽，銨鹽和鈣鹽，環磺酸及其鈉鹽，鉀鹽和鈣鹽，sucralose，monelline，thaumatine及其等同物。
一般來說，本發明方法包括用L-天冬氨酸(n＝1)或L-穀氨酸(n＝2)的α-氨基和α-羧基形成兩個醯胺鍵。
已有許多方法實現這種醯胺連接，在現有技術文獻中已作了說明。實現這兩個鍵中每一個的順序可由本專業人員所選定並取決於所選具體工藝。而且，羧酸和胺之間的醯胺縮合可在常規脫水劑，如碳化二亞胺，特別是N，N′-二環己基碳化二亞胺存在下進行，或將參與反應的氨基或羧基之一活化。在這種情況下，羧基的活化可用各種方法實現，其中可指出那些可幹擾活化混合酐，醯氯，迭氮化物或酯(如對硝基酚的酯或N-羥基琥珀醯亞胺的酯)中間產物合成的方法。
在應用L-天冬氨酸或L-穀氨酸的特殊情況下，預先保護側鏈上β或α-羧基在進行醯胺縮合之前往往是必要的。為此，文獻中已了說明了大量的羧基保護基，以酯的形態，特別是以叔丁酯或苄酯的形式進行保護是最常見的。
然而，在某些情況下，常常可免除保護這種羧基，其中讓一方面是L-天冬氨酸或L-穀氨酸的α-羧基，另一方面是其β或α-羧基之間形成內酐，反應如下
α-氨基可成鹽(如成鹽酸鹽，硫酸鹽或苯磺酸鹽)或用保護基團進行保護。為此，文獻中已說明了大量的保護基團，如三氟乙醯基，苄氧羰基或叔丁氧羰基。
另一種可避免保護這種β或α-羧基的方法是在水溶液中進行醯胺縮合，同時進行活化，其中將羧酸(R1R2R3)CCOOH轉化成羧酸氯化物。可在水-四氫呋喃混合物的鹼性介質中極有效地進行這種反應。鹼性試劑優選為NaHCO3，Na2CO3，NaOH或KOH。作為例子，可舉出以下反應，其中可得到本發明化合物母體之一
或以下反應，其中可直接獲得本發明化合物
本發明增甜劑還可用生理適用無機或有機鹼進行成鹽，這可有效地改進其在水溶液中的溶解速度。這些化合物可有利地成鈉鹽，鉀鹽，銨鹽，鈣鹽或鎂鹽。這些鹽可在含本發明化合物和所選鹼性試劑，如成鈉鹽時的NaOH或NaCO3的水溶液濃縮後製得。
可用已知標準方法，如重結晶或色譜法提純本發明呈酸性或成鹽的化合物。其結構及純度可用普通方法控制(如用薄層色譜法，高效液相色譜法，紅外光譜法，核磁共振法或元素分析法)。
實例中所述化合物的增甜能力是由8人試驗小組進行評價的。為此，可按口感標準將不同濃度的這些化合物溶液與2%，5%或10%的蔗糖對比液進行比較。與蔗糖對照的試驗化合物之增甜能力就對應於達到相同增甜程度的試驗化合物和蔗糖之間的重量比，也就是說在大多數人認為被試驗化合物溶液和蔗糖對比液的含糖甜味已達到了相同的增甜程度時的重量比。
還測定了現有技術化合物和本發明化合物的穩定性，其中經高效液相色譜法計量酸性介質中高溫加速老化(pH3磷酸鹽緩衝液，70℃)之後留下的產品量。在這些試驗條件下，測定半衰期(對應於50%降解所需時間)即可評價這樣試驗的化合物的潛在穩定性。穩定性低的化合物半衰期很短，僅有幾小時，而穩定性高的化合物半衰期可達數十天，如本發明化合物(5)和(6)就是這樣，其半衰期約60天(圖1)。
本發明實施方式及其優越性詳見於下述非限制性實例。
實例在可用來製造本發明化合物的各種方法中，優選方法之一是將下式氨基衍生物與羧酸縮合
羧酸已預先以羧酸氯化物形式得以活化。羧酸可用市售品或按文獻所述方法製取(見例如J.Amer.Chem.Soc.，1970，12，1397)。
氨基衍生物可有效地按J.Med.Chem.1973，16，163所述方法用L-穀氨酸和胺H N-R製得，這後一種胺一般採用市售品或按文獻中所述方法製取(見例如Khim.Geterotsikl.Soedin.，1974，12，1645;Khim.Geterotsikl.Soedin.，1982，11，1545;Collect.Czech.Chem.Commun.，1975，40，1384)。
1.合成N-[(S)-2-甲基己醯]-α-L-穀氨醯-5-氨基-2-吡啶腈
為製取該化合物，將1.2g(0.008mol)(S)-2-甲基己醯氯(由五氯化二磷和(S)-2-甲基己酸反應而得，而所說己酸本身又是按J.Biol.Chem.，1926，70，211;ibid，1932，98，1和Chem.Pharm.Bull.，1979，27，747所述方法製得的)的30cm無水四氫呋喃溶液滴加入1g(0.004mol)α-L-穀氨醯-5-氨基-2-吡啶腈(按J.Med.Chem.，1973，16，163製取)和3.4g(0.04mol)NaHCO的30cm3水溶液之中。20℃攪拌15分鐘之後，真空除去四氫呋喃之後剩下的水溶液加6N的HCl酸化至pH2-3，然後可在過濾和己烷研磨之後得到1gN-[(S)-2-甲基己醯]-α-L-穀氨醯-5-氨基-2-吡啶腈沉澱(收率69%，熔點146℃，為無定形形態)。
以重量計，該化合物之增甜能力，若與2%蔗糖溶液比較，大致相當於蔗糖的20000倍，若與5%蔗糖溶液比較，相當於15000倍，而與10%蔗糖比較，則相當於10000倍，這也就是說在這些條件下，濃度為10mg/l的該化合物水溶液的甜味與10%蔗糖溶液相同，這也相當於食物製備中一般採用的增甜強度。
該化合物的穩定性極高。在前述標準條件下加速進行老化(pH3，70℃)後的評價表明該化合物在這些條件下的半衰期為約60天。由於其高糖度和高穩定性，該化合物可望在食物製品中得到最為廣泛的應用。
2.合成N-(2，2-二甲基己醯]-α-L-穀氨醯-5-氨基-2-吡啶腈
可按上述實例所述方法用2，2-二甲基己醯氯(由五氯化二磷和2，2-二甲基己酸反應製得，而所說己酸又是按J.Amer.Chem.Soc.，1970，12，1397製取)和α-L-穀氨醯-5-氨基-2-吡啶腈製得該化合物(收率60%，熔點138℃，為無定形形態)。
以重量計，該化合物之增甜能力，若與2%蔗糖溶液比較，大致相當於蔗糖的22000倍，若與5%蔗糖溶液比較，相當於15000倍，而與10%蔗糖溶液比較，則相當於14000倍。
該化合物的穩定性也極好，在標準條件下加速進行老化(pH3，70℃)評價的其半衰期為約70天。如前實例所述，該化合物可望在食物製品中得到最為廣泛的應用。
3.合成N-[(R)-2-苯氧丙醯]-α-L-穀氨醯-5-氨基-2-吡啶腈
可按前述實例所述方法用(R)-2-苯氧丙醯氯(由Nouv.J.Chem.，1982，10，685;Chem.Ber.，1984，117，3457;J.Chem.Soc.C.，1968，p 1317;Ark.Kemi.，1952，4，325所述方法得到)和α-L-穀氨酸-5-氨基-2-吡啶腈製得該化合物以重量計，該化合物之增甜能力，若與2%蔗糖溶液比較，大致相當於蔗糖的25000倍，在相同的標準試驗條件下評價的穩定性同樣很高，為約60天，因此同樣可望在食物製品中得到最為廣泛的應用。
以下表3中，作為例子列出了按類似於上述的試驗方法得到並且本專業人員易於獲取的幾種化合物以及其相對增甜能力，其中以重量計並且與2%蔗糖水溶液比較。在R1，R2和R3基團不同時，其連接的非對稱碳(星號所標碳原子)構型按普通的立體化學規則標出，其中採用了R/S體系R，S或在同一化合物中同時存在兩種構型時為RS。
4.合成N-[(S)-2-甲基己醯]-α-L-穀氨醯-5-氨基-2-吡啶腈
將57.6cm3(0.408mol)三氟乙酸酐滴加入30g(0.408mol)L-穀氨酸中。混合物70℃加熱2小時。真空蒸發去除生成的三氟乙酸之後，剩餘物在乙醚-己烷混合物中研磨。得到N-三氟乙醯-L-穀氨酸酐，收率達到實用有效量。
30g(0.13mol)所得酐和15.6g(0.133mol)4-氨基苄腈在10cm3四氟呋喃中40℃攪拌12小時。真空蒸發出溶劑後的剩餘物溶於200cm3的5%Na2CO3溶液中，所得溶液用二氯甲烷洗滌(3×100cm3)後加6N鹽酸液酸化至pH2-3。生成沉澱過濾並用12cm3水洗滌後乾燥而得27g(收率60%)α-和γ-L-穀氨醯-4-氨基苯基腈異物體混合物。在乙醇-己烷(150-90)混合物中重結晶後僅得α-異構體。最後得15g N-三氟乙醯-L-穀氨醯-α-4-氨基苯基腈(最終收率33%，熔點197℃)。
2.5g(7.28mmol)該化合物在25cm的2.5%氨液中的溶液20℃攪拌4小時。真空蒸發而乾燥濃縮後所得固體濃縮物用乙酸乙酯洗滌(2×50cm3)，之後乾燥而得1.5gα-L-穀氨醯-4-氨基苯基腈(收率90%，熔點160℃)。
為製取N-[(S)-2-甲基己醯]-α-L-穀氨醯-4-氨基苯基腈，將1.2g(0.008mol)(S)-2-甲基己醯氯(由五氯化二磷酸與相應酸反應而得)在30cm無水四氫呋喃中的溶液滴加入1g(0.004mol)按上述方法製得的α-L-穀氨醯-4-氨基苯基腈和3.3gNaHCO3在30cm水中的溶液。20℃攪拌15分鐘後，真空去除四氫呋喃，而剩下的水溶液中加6N的HCl溶液而酸化至pH2-3，從而在過濾和己烷中研磨後得到1gN-[(S)-2-甲基己醯]-α-L-穀氨醯-4-氨基苯基腈沉澱(收率69%，熔點143℃，為無定形形態)。
以重量計，該化合物的增甜能力，與2%蔗糖溶液比較，大致相當於蔗糖的9000倍。該化合物的穩定性極好。其半衰期，按前述條件(pH3，70℃)評價，達到60天以上。
穩定性研究在附圖1中示出了幾種現有技術化合物，天冬醯胺(最常用的合成增甜劑)以及幾種本發明化合物降解曲線進行對比研究的結果;這一研究包括70℃加熱其酸性介質溶液(pH3)而進行的加速老化。
曲線(1)至(4)表明上述現有技術中所述式(1)至(4)化合物在這些條件下迅速降解。而曲線(5)和(6)則表示出本發明化合物極好穩定性特徵，特別是本發明中含-L-穀氨酸的化合物之穩定性。最後，曲線(7)則表示天冬醯胺具有相當低的穩定性，在研究的相同條件下其半衰期僅為約一天。
權利要求
1.下式增甜劑及其生理適用鹽製法
式中R為下式醯基
式中R1為甲基，乙基，丙基，異丙基，苯基，甲氧基，乙氧基，三滷代甲基，氯或氯甲基；R2為氫或甲基，乙基或甲氧基；或R1和R2與其連接碳原子一起形成3-6碳環烷基；R3為3-11碳烷基，3-7碳烯基，3-7碳環烷基，環烷基烷基，其中環烷基含3-6碳，烷基含1-3碳，苯基，苯基烷基，其中烷基含1-3碳，3-10碳烷氧基，3-6碳環烷氧基，其中與氧連接的第1碳相鄰的兩個位置可分別被1或2個甲基所取代，環烷基烷氧基，其中環烷基含3-6碳，烷氧基含1-3碳，苯氧基，苯基烷氧基，其中烷氧基含1-3碳；n為1或2；R′為下式基團
式中Y和Z相同或不同，可為N或CH，而X選自CN，NO2，Cl，CF3，COOCH3，COCH3，COCF3，CONH2，CON(CH3)2，SO2CH3，N3或H；其特徵是其中包括以任意順序將以下物質反應一方面是L-天冬氨酸或L-穀氨酸，其中β或α-羧基必要時可分別得到保護，和另一方面是下式酸
或其氯化物；和式H2N-R′胺；R和R′如上定義；反應的結果是藉助L-天冬氨酸或L-穀氨酸的α-氨基和α-羧基建立起兩個醯胺鍵；並在必要時將這樣得到的產物轉化成其生理適用鹽，如鈉鹽，鉀鹽，銨鹽，鈣鹽或鎂鹽。
2.權利要求1的方法，其特徵是對L-天冬氨酸中β-羧基或L-穀氨酸的γ-羧基預先進行保護的辦法如下形成酯，特別是叔丁酯或苄酯;或形成酐，如下式
其中氨基必要時成鹽或得到保護。
3.權利要求1的方法，其特徵是其中包括a)將L-天冬氨酸或L-穀氨酸與式(Ⅲ)胺反應製成(Ⅱ)氨基衍生物，如下式
b)將a)步驟所得式(Ⅱ)氨基衍生物與式(Ⅳ)醯氯反應，如下式
4.權利要求1的方法，其特徵是其中包括a)將L-天冬氨酸或L-穀氨酸與式(Ⅳ)醯氯反應，如下式
b)將所得式(Ⅴ)衍生物與式(Ⅲ)胺反應，如下式
5.權利要求1-4的方法，其特徵是R2可為氫或甲基或乙基，或R1和R2與其連接碳原子一起形成環丙基，環丁基或環戊基;R3可為3-5碳正烷基，3-7碳支化烷基，3-7碳烯基，3-6碳環烷基，環烷基甲基或環烷基乙基，其中環烷基含3-6碳，苯基，苯基甲基，苯基乙基或苯基異丙基，3-6碳烷氧基，3-6碳環烷氧基，環烷基甲氧基，其中環烷基含3-6碳，苯氧基，苯基甲氧基或苯基乙氧基;n和R′如上定義，R1可為甲基，乙基，苯基，甲氧基，乙氧基，三氟甲基，氯或氯甲基，
6.權利要求5的方法，其特徵是R選自CH3，C2H5，C6H5或CH3O;R選自H，或CH3;或R1和R2與其連接碳原子一起形成環丙基;R3選自CH3(CH2)2，CH3(CH2)3，CH3(CH2)4，(CH3)2CH(CH2)2，c-C6H11，c-C6H11CH2，C6H5，C6H5CH2，c-C6H11O或C6H5O。
7.權利要求5的方法，其特徵是R1選自CH3，C2H5;R2為H，或CH3;R3選自CH3(CH2)3，CH3(CH2)4，c-C6H11O或C6H5O。
8.上述權利要求之一的方法，其特徵是醯基R為如下構型基團
式中R3如上定義。
9.上述權利要求之一的方法，其特徵是n為2。
10.上述權利要求之一的方法，其特徵是R′為如下基團
式中X如上定義。
11.上述權利要求之一的方法，其特徵是n為2且R′為下式基團
式中X如上定義。
12.上述權利要求之一的方法，其特徵是X為CN基團。
13.上述權利要求之一的方法，其特徵是呈鈉鹽，鉀鹽，銨鹽，鈣鹽或鎂鹽。
14.權利要求1的方法，其特徵是對應於下式
式中R2為H或CH3且R3如上定義。
15.權利要求14的方法，其特徵是R3為正丁基。
16.權利要求14的方法，其特徵是R3為苯氧基。
17.權利要求14的方法，其特徵是製取N-[(S)-2-甲基己醯]-α-L-穀氨醯-5-氨基-2-吡啶腈，N-(2，2-二甲基己醯]-α-L-穀氨醯-5-氨基-2-吡啶腈，N-[(R)-2-苯氧丙醯]-α-L-穀氨醯-5-氨基-2-吡啶腈。
全文摘要
L-天冬氨酸或L-穀氨酸的2-取代醯基衍生物新增甜劑製法中包括將β-或γ-羧基必要時被保護的L-天冬氨酸或L-穀氨酸與酸(R
文檔編號C07K5/072GK1051172SQ9010861
公開日1991年5月8日 申請日期1990年10月24日 優先權日1989年10月24日
發明者克勞德·諾福爾, 讓-瑪麗·梯利 申請人:克勞德·諾福爾, 讓-瑪麗·梯利